重庆长江广阳岛生态修复设计与实践探索

赵文斌

(中国建筑设计研究院有限公司 生态景观环境建设研究院，北京 100044）

岛屿是指四周都被水包围的闭锁性陆地。根据起源，可将岛屿分为大陆岛、火山岛、珊瑚岛和堆积岛。内陆河流中因冲积作用而形成的岛屿称为江心岛，如重庆长江段的广阳岛、珊瑚坝。江心岛是河流生态系统的重要组成部分，生物多样性及景观资源独特，具有重要的生态服务功能[1]。广阳岛、珊瑚坝等作为长江重庆城区段的江心岛，是长江生态大保护不可忽略的生态要素。在倡导生态文明建设的新时代，广阳岛生态修复设计与实践，是率先践行长江生态文明建设的路径和方法，具有重要的意义和深远的影响[2]。本文以广阳岛生态修复为例，总结了生态修复“四个内容、三类技术、四种模式”，可为内河岛屿生态修复提供参考和借鉴。

1 研究区域概况

广阳岛位于重庆铜锣山、明月山之间，是长江上游第一大岛屿，拥有“水体、滩涂、湿地、岸线、岛屿”最典型和最完整的岛屿特征（图1）。枯水期157 m水位线上全岛面积约10 km2，三峡大坝175 m水位线上全岛面积约6 km2。广阳岛北面近东西向横亘一条高出江面百米左右的高峰山（最高峰龙头峰海拔282.4 m）,山下北侧为陡崖，南面、东侧则为广阔的低丘平坝，适合农业生产、营建聚落[3]。其格局为北面负山而南面向水，内河处于山南水北间的“阳”地“广”大，故称“广阳”。2006年起，广阳岛上居民被全部迁出岛外，岛上规划开发3×106m2房地产体量，至此，广阳岛开始经历挖山填沟、毁林修路的大开发行为。2018年2月，重庆市委、市政府提出，要努力把广阳岛打造成为“长江风景眼，重庆生态岛”。从此，广阳岛告别了大开发的命运，进入了大保护的新时代。可以说，广阳岛是重庆乃至长江上游最为珍贵的生态战略空间。

图1 广阳岛地理位置Fig.1 Geographical location of Guangyang Island

2 生态修复的核心内容

由大开发转为大保护的广阳岛，开展生态修复设计时首先要进行自然生态、历史人文、发展建设本底的系统研究，理清广阳岛的山、水、林、田、湖、草、动物等生命共同体显性要素的现状情况[4]，在此基础上，划定湿地和山林两种自然恢复范围，系统运用六大生态修复策略、全面提升生物多样性，满足重庆生态岛[5]的定位要求。

2.1 摸清本底

2.1.1 自然生态本底

从山、水、林、田、湖、草及动物等方面系统摸清广阳岛的自然生态本底。广阳岛具有典型的“山环水绕、江峡相拥”地形地貌特征，地势北高南低，西高东低，山、水、林、田、湖、草基本形态尚存，但已遭到不同程度的破坏。山体主要分布在北侧，面积约2.7 km2，山形相对完整，部分区域因采石取土、道路建设被开挖，造成多处崖壁裸露和边坡突兀。水体主要分布在东侧山谷之间，约4 hm2，因平场、市政管网建设和道路硬化，原有18条溪流水脉遭到不同程度的破坏，自然水系格局被人工排水系统取代，水质富营养化严重，自净不良。林木种类丰富、群落稳定。岛内以次生植被为主，共记录到植物383种，沿江4 km2的消落带以草本和水生植物为主，是鱼类及鸟类的主要栖息地。农田阡陌纵横、沟浍四通。农田主要集中于山下和岛东头，主要土质为紫色沙壤土、紫色土、泥沙土等。动物种类丰富、生境健康。调研观测到鸟类124种，鱼类82种，两栖类8种，爬行类10种，兽类11种，昆虫75种。

2.1.2 历史人文本底

考古发现至少4 000年以前，古代巴人就生活于岛上，岛内曾发掘出战国时期的青铜器，原始人类生活遗址超过4 000 m2。1929年，在广阳岛建成我国西南地区第一个飞机场。抗日战争时期，广阳坝成为护卫重庆的空军基地，主要驻防的是中国空军第四大队，又叫“志航大队”。保留至今的士兵营房、机场油库、美军招待所、发电房、库房、防空洞已被列为文物保护单位。解放后，广阳坝机场移交重庆市体育运动委员会航空俱乐部（又称“航校”），后作为市体育训练基地。1986年，中国曲棍球的第一个训练基地落户广阳坝。另一部分土地经市政府批准后，开垦为广阳坝农场——重庆市广阳坝园艺场。20世纪90年代考虑航运安全需要，炸除了矗立岛北江中的巨礁“峨嵬堆”。

2.1.3 发展建设本底

2007年12月，新建的广阳岛大桥竣工通车后，成为连接岛陆的新纽带，1938年修建的洋灰桥因三峡工程清库，于2008年6月拆除。2018年前建成滨江步道、环岛绿带和30.5 km城市道路。岛上既有旧建筑包括东岛头原国家曲棍球训练基地废旧建筑，山顶居民废旧房屋、抗战士兵营房、广阳岛管委会建筑、机修库、油库，以及附属用房包括公共厕所、雾情观测站、运动场、机电用房等。除了管委会建筑、修缮后的抗战士兵营房、改造后的厕所可使用外，其余均停用。

2.2 自然恢复

广阳岛北侧兔儿坪湿地是“水体-滩涂-湿地-岸线”特征的集中体现地，最初岛上居民在此耕作，居民迁出后，兔儿坪很少有人进入，经过几年的自然演替，已经形成了一片约2 km2的河漫滩湿地区（图2），白鹭、雁鸭等鸟类繁衍生息于此，已经成为了鸟类重要的栖息地，呈现出良好的自然生态景观效果，是广阳岛重要的生态和景观资源，需要重点保护。岛上的高峰山和张家山，山上的梯田、空地逐渐演替为次生林，现状林长势较好，郁闭度高，已成为广阳岛动物的主要栖息地，是重要的生态基底，需重点保护。无论是兔儿坪，还是高峰山和张家山，都应以自然恢复为主。遵从自然演替规律，适当借助人工辅助修复，是广阳岛基于自然的解决方案。兔儿坪湿地及环岛消落带的湿地范围约4 km2，高峰山和张家山的山林区域约2.7 km2，自然恢复面积共计约6.7 km2，占枯水期157 m水位线全岛面积的67%。

图2 广阳岛兔儿坪滩涂湿地自然恢复场景Fig.2 Natural restoration scene of floodplain wetland in Tu’erping Guangyang Island

2.3 生态修复

除67%的自然恢复区域外，其余3.3 km2区域是全岛生态修复的重点。按照山、水、林、田、湖、草生命共同体保护修复理论，借鉴再野化理念，通过“护山、理水、营林、疏田、清湖、丰草”六大策略和十八项措施进行广阳岛生态修复（图3），努力实现山清、水秀、林美、田良、湖净、草绿，并形成广阳岛有机连通的整体生态网络体系[6]。

图3 广阳岛生态修复六大策略十八项措施Fig.3 Strategies and measures for ecological restoration of Guangyang Island

2.3.1 护山

山是广阳岛森林系统重要的载体，既是陆地生物的富集区和生态系统生产力的高值区，也是全岛水资源与降雨径流的主源地，护好“山”为全岛的“林”和“水”提供了支撑。针对广阳岛山体基本完整、局部裸露、边坡突兀的现状本底条件，采取“保护山体、修补山体、亲进山体”三项措施护山，实现山青的修复目标。对山体自然状态完整、未被破坏的部分进行严格保护，尽最大可能保护既有山形地貌；对山体已遭破坏的区域进行山体修补。陡坎边坡根据边坡的坡度、高度、土质等情况运用一体化植被再造山体生态修复技术和土壤生物修复技术来修补山体（图4）。保护和修补后的山体，充分利用原有道路地基，设置上山原路，让人们亲进山体。

图4 广阳岛一期生态修复后的山体场景Fig.4 The mountain scene after the first stage ecological restoration of Guangyang Island

2.3.2 理水

水是广阳岛生态系统的本底要素，把“水”理好，可为全岛的生态要素提供基础条件。针对广阳岛水体水脉不畅、蓄水不足、自净不良的现状本底条件，采取“引表蓄流、海绵净化、自然修复”三项措施理水[7]，实现水秀的修复目标。利用GIS技术，模拟全岛地表径流方式，依据山岭和地形划分雨水分区，遵循地表径流自然蓄存规律，恢复因修路而被切割的水脉，实现雨水的自然流动，恢复广阳岛“九咀十八溪”的自然水脉特征。在此基础上，综合应用水资源、水生态、水环境技术，恢复湖体湿地、坑塘湿地、小微湿地（图5），结合适当的海绵技术，还原岛内雨水自然积存、自然渗透、自然净化能力，化解山洪影响。

图5 修复之后自然蜿蜒的生态草沟Fig.5 Natural winding of ecological grass ditch after restoration

2.3.3 营林

林是广阳岛生态系统的核心要素，森林能够为生物提供更多栖息地和食物链[8-9]。针对广阳岛林木本底条件，采取“山林保育、林木增量、林貌提质”三项措施营林，实现林美的修复目标。保护岛内原生植物，留足植物自然恢复时间，适地适树，多用乡土树种，通过“退耕还林”“治荒还林”“建筑腾地还林”“建筑覆土还林”“崖壁复绿还林”等措施，充分利用现状荒地、散地、边缘地、斑驳地、斑块地营林，提高森林覆盖率，完善全岛斑块、基质、廊道的生态结构，形成“大基质、多廊道、小斑块”交织的网络式森林格局，提高全岛森林的林相、季相、色相和品相。

2.3.4 疏田

田是广阳岛生态系统的支撑要素，是人们生产生活的重要载体，把“田”疏好，既能留住广阳岛农业文明，也能丰富广阳岛的生境类型和食物链，从而丰富生物多样性。针对广阳岛道路围田、土壤贫瘠、半荒半作的本底条件，采取“适地适田、润土润田、耕地作田”三项措施疏田，实现良田的生态修复目标。梳理岛内农田结构布局，努力再现原有水田和小尺度梯田的结构特征和生态之美（图6），适地适田，并结合现代农业储水、灌溉等技术，恢复部分原有水稻、油菜花、柑橘、向日葵等农作物的种植。建立种养殖循环系统，将有机物发酵为有机肥，改良农田土壤质量，构建生态循环的农业模式。

图6 修复后的梯田场景Fig.6 Terrace rice field scene after restoration

2.3.5 清湖

湖是广阳岛生态系统的重要组成部分，是全岛收集雨水、灌溉农田苗木的主要水源地，把“湖”清好，既可完善全岛的水体生态系统，又可呈现清水绿岸、鱼翔浅底的场景。针对广阳岛湖体湖底淤积、岸线杂乱、水质不佳的本底条件，采取“湖底清理、湖岸修护、湖水净美”三项措施清湖，实现湖净的生态修复目标。在现状水塘基础上，根据地形地貌形成的自然汇水分区，充分利用凹地和低洼地收集雨水，并通过湖底清理、生态防渗、驳岸修复和湖水净化等水环境治理与生态修复技术，使湖塘既具备积蓄雨水、农田灌溉、保护生物多样性的功能，又实现湖塘生态价值和景观价值的整体提升（图7）。

图7 修复后清水绿岸的生态景观湖Fig.7 Ecological landscape lake with green bank and clean water after restoration

2.3.6 丰草

草是广阳岛生态系统中的重要生态要素，把“草”丰好，既能改善全岛土壤，也能完善全岛的生态结构。针对广阳岛湿地丰茂、坡岸杂乱、平坝斑驳的本底条件，采取“适地适草、坡岸织草、平坝覆草”三项措施丰草，实现草绿的生态修复目标。对自然恢复良好的兔儿坪湿地和消落带部分湿地进行整体保护，对高程175 m以下部分区域，按照自然恢复的方式，人工辅助种植芭茅、白茅、芦苇等乡土草本植物；对高程183～190 m的坡岸和环山脚区域，清除部分入侵草种，与现状灌木交织补种乡土草种，形成乡野化效果；对平坝区域的空地，按照生态分区要求进行全面覆草，形成疏林草地效果。

2.4 增加生物多样性

广阳岛生物多样性是指生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括植物、动物、微生物和生境多样性。

2.4.1 增加植物多样性

遵循潜在植物保育原则，通过植物再引入[9]，恢复广阳岛原生潜在保育植物，构建以乔灌草或乔草为主要结构的密林或疏林植物生态群落。保留原生植被，提升乡土树种比例，恢复植物群落的自我演替能力，形成保育型群落；通过增加功能性树种对生态敏感区进行植被修复，增加蜜源、食源、栖所植物以吸引动物停留，形成修复型群落；通过营造四季变换的植物景观风貌，增加观花及色叶植物，营造丰富多彩的植物景观，形成景观提升型群落。

2.4.2 增加动物和微生物多样性

通过丰富山地区、水体区、消落带区、环山带区植被生境类型，从而提升岛域生态栖息地功能，保护动物及微生物多样性；通过食物链、食物网相互的制约，控制虫害和鼠害以及野猪数量，从而维持动态平衡；通过因地制宜修复生境、人工引入本土物种，双管齐下提升动物多样性；通过在礁石群长江水域、兔儿坪湿地和龙头山山顶林地设立自然保护地，营造家园，为长江鱼类、迁徙越冬鸟类以及森林动物群落提供良好的生存环境；通过生态修复营造能够满足动物活动需求的微小生境，包括繁殖类、休憩类、洗浴类、觅食类等，提供觅食、隐蔽、筑巢、洗浴、休憩的精准“服务”，从而全面丰富动物和微生物多样性。

2.4.3 增加生境多样性

在现有生境的基础上，运用“丰富、构建、提高”三大手法，营建河滩型、湖塘型、湿地型、阳坡密林型、阳坡疏林型、阴坡密林型、疏林草地型、平原密林型、观赏农田型9种生境群落类型，并结合地貌与功能分类细化15种小生境群落类型，营造区域环境的微条件多样化。通过多类型生境斑块的相互组合、植被廊道的建构、生境网络系统的搭建，健全水平廊网，形成有效的径流保护与生物沟通屏障；通过突出山林到漫滩的逐级过渡、丰富垂直层次结构，形成结构多样、带层丰富的生境结构；通过增加乡土长寿树种，提升群落稳定性，增加功能性树种，修复生态敏感区，增加食源蜜源树种，提升支撑功能，形成弹性稳定、可持续演替的生境栖息地系统。

3 修复技术的创新应用

针对广阳岛现状土壤、水质等情况，在生态修复的过程中综合运用土壤改良技术、海绵理水技术和生态疏田技术等一系列生态技术。

3.1 土壤改良技术

土壤改良包括物理、化学、生物三个层面的改良。土壤物理改良方面主要通过清理地表、清除表石、异地取土、客土培肥、深耕深翻等技术进行地表整理、客土培肥和重复犁耙，从而改善土壤物理结构。土壤化学改良主要采用生石灰1/2逐年递减中和法来调节土壤酸碱性，用土壤中的氮、磷、钾含量及中、微量元素含量为核心指标法来测土配方施肥，从而改变土壤的化学性质。土壤生物改良主要通过种植绿肥有效培肥土壤、作物秸秆还田、施用微生物菌剂、蚯蚓改良土壤等方法，进一步改变土壤孔隙度、透水性、通气性和持水性等，从而改变土壤的土质情况。通过这三种土壤改良技术的实施，广阳岛土壤的厚度、结构、肥力等方面得到很大改善，为生命共同体的各要素提供了基础保障。

3.2 海绵理水技术

全岛充分运用海绵理水技术，以“蓄、用”优先，“渗、滞”为辅，“净、排”为安全保障，实现水在“山、水、林、田、湖、草”中的良性循环。在湖塘、干塘、下凹洼地等区域因地制宜地应用“砂基透水滤水技术”，破解透水与滤水、透水与强度的矛盾，构建广阳岛生态海绵体；应用“砂基透气防渗技术”，破解透气与防水的矛盾，构建“可呼吸”的生态水底层，确保全岛主要蓄水湖塘安全蓄水，实现水质的生态自然净化（图8）。

图8 生态海绵理水技术Fig.8 Ecological sponge water management technology

3.3 生态疏田技术

在农田示范区的蓄水湖体中，应用硅砂蜂巢储水技术，破解无动力自净化的难题，构建自然生态储水净化设施，为恢复的梯田、水田提供了优质的灌溉水源保障。在此基础上，应用“上田下库+智慧灌溉”的循环互补技术（图9），破解农业耗水大、面源污染广的难题，构建生态环保科学管理系统。生态厕所回收后的水并入生态蓄水模块，循环浇地，其他可用作农田施肥。“上部生态水田+下部生态水库”的新型雨水收集模式，可节省水约45%，形成智慧型节水农业。

图9 生态疏田技术Fig.9 Ecological dredging technology

4 生态修复的四种模式

4.1 示范地：“山-水-林-田-湖-草”综合模式让“石滩变原乡”

针对示范地场地中山形、水脉被市政路切断，林木被清除，小尺度梯田被破坏，石滩裸露，湖水断流，杂草丛生等系列问题，选择“山-水-林-田-湖-草”综合模式进行生态修复（图10）。通过护山、理水、营林、疏田、清湖、丰草6大策略及对应的具体措施和技术，保护完好的山体，修补破坏的山体，铺设步道亲进山体；按照汇水分区引表蓄流、海绵净化湖溪水生态、自然修复湖溪水环境，疏通湖溪水脉；保育已有山林，增加野花、野草、野菜、野果、野灌、野乔等林草覆盖，多维度立体提升林相、草相品质；在被破坏的小尺度梯田区域适当恢复自然水田、海绵水田、自然重力流水田、旱田等田地类型，平整场地中的石滩，就地利用石滩破碎后的石块随形就势砌筑荒石田坎，形成乡村形态，改良土壤并耕地作田，增加乡村元素，丰富乡村体验，构建一幅原生态巴渝乡村田园风景画，实现“石滩变原乡”的修复目标，如图11所示。

图10 示范地修复前石滩（a）和生态修复后的原乡场景（b）Fig.10 The rocky land at the demonstration site before restoration(a)and the scenes of“native land”after restoration(b)

图11 示范地生态修复后的小尺度梯田与溪流场景Fig.11 Small-scale fields and streams at the demonstration site after restoration

4.2 西岛头：“山-水-林-草”模式让“沙丘变森林”

针对西岛头因取土而破坏的山体，断流的排水沟，缺乏水源补给的堰塞塘，缺乏打理的路边人工林，以及因堆砌建筑材料所形成的卵石沙丘等问题，选择“山-水-林-草”模式进行生态修复（图12）。通过护山、理水、营林、丰草4大策略及对应的具体措施和技术，修补破损的山体，恢复山势，改良土壤，利用低洼地设计前置塘、蓄水塘，并通过生态草沟、雨水花园收集山体、山坡的汇水，补植耐瘠薄的植物，形成重庆特有的山地林木葱茏、茂林修竹的森林意境，实现“沙丘变森林”的修复目标。

图12 西岛头修复前沙丘（a）和修复后森林场景（b）Fig.12 Sandy soil of the west head of Guangyang Island before restoration(a)and forest vegetation after restoration(b)

4.3 东岛头：“水-林-湖-草”模式让“荒地变草场”

针对东岛头地形平坦土壤板结、平地排水难、低洼地蓄水难、杂草入侵等问题，选择“水-林-湖-草”模式进行生态修复（图13）。通过理水、营林、清湖、丰草4大策略及对应的具体措施和技术，整理低洼地形成蓄水湖面，调整场地高程，形成缓坡微地形、生态草沟和雨水花园，去除入侵杂草，混播耐践踏的牧草并补种乡土乔木，形成独木成景、片林成景、片色成景的疏林草地场景与清水绿岸、鱼翔浅底的湖景画面，实现“荒地变草场”的修复目标（图14）。

图13 东岛头修复前荒地（a）和修复后草场场景（b）Fig.13 Waste land at the east head of Guangyang Island before restoration(a)and grassland after restoration(b)

图14 东岛头修复后的草场与片林Fig.14 Woods and grassland at the east head of Guangyang Island after restoration

4.4 广阳营：“水-林-草”模式让“荒地变梅园”

针对广阳营地势平坦，雨水无序排放，古树掩藏，入侵杂草丛生等问题，选择“水-林-草”模式进行生态修复（图15）。通过理水、营林、丰草”3大策略及对应的具体措施和技术，模拟地表径流方式疏通生态草沟，整理低洼地，形成缓坡微地形，去除入侵杂草，显露古树，补种细叶芒、狼尾草等野化植物，点缀红梅、朱砂梅、美人梅等梅花品种，形成抗战精神与人文情怀结合的高品质休闲场所，实现“荒地变梅园”的修复目标（图16）。

图15 广阳营修复前荒地（a）和广阳营修复后梅园场景（b）Fig.15 Waste land at Guangyangying before restoration(a)and plum garden after restoration(b)

图16 广阳营修复后的观江平台Fig.16 River-view platform at Guangyangying after restoration

5 结语

广阳岛生态修复设计在习近平生态文明思想和生命共同体理念指导下，以“长江风景眼，重庆生态岛”为价值追求，聚焦“生态”和“风景”。生态修复设计围绕“摸清本底、自然恢复、生态修复、增加生物多样性”四个核心方面展开，通过运用土壤改良技术、海绵理水技术和生态疏田技术等生态修复技术和四种生态修复模式，保护和建设可观赏、可体验、具有技术含量的森林生态、水景生态、农业生态、林草生态、湖景生态、小微湿地生态、消落带湿地生态等“重庆生态岛中的生态”，恢复和修复具有内在生态逻辑的湿地生态风景、梯田生态风景、农业生态风景、草坪生态风景、小微湿地生态风景、独树生态风景、片林生态风景、片色生态风景等“长江风景眼中的风景”，整体呈现一个“以生态为魂、以风景为象”的广阳岛。一期按照四种模式完成生态修复后，广阳岛的生态环境质量及景观品质得到明显改善。